化學科

國二上學期進行雙氧水分解製造氧氣時，有些組別經常發生吸濾瓶內壓過大，反應液體上升至薊頭漏斗頂端，同時會有噴出來的危險景象，而重金屬錳若處理不當則會造成嚴重的環境汙染，因此我們想改良實驗裝置和使用的藥品，使實驗變得更安全又環保。我們改用氯化亞鐵為催化劑，當加入2.50毫升的雙氧水後，只需4.0秒即可收集260毫升的氧氣，其反應速率較二氧化錳的反應速率增加了7.6倍。而使用針筒結合三向閥的方式能避免混和液體噴出的情況，因此改良後的實驗確實可以取代現有國中課程中的裝置，讓實驗變得環保與安全。實驗裝置改良後測試不同濃度雙氧水的分解速率，不同濃度雙氧水與其分解速率關係圖中的趨勢線段呈斜直線，即分解速率和濃度成正比關係。

百香果皮、菇類和茭白筍殼為常見農業廢棄物，我們從百香果皮萃取出果膠，菇類萃取幾丁聚醣，改變幾丁聚醣與果膠的比例合成不同複合物，測量對水、油及染料的吸附，當複合物果膠的比例增加，吸水和油的比率會上升，亞甲藍及甲基藍均以物理吸附為主，隨果膠添加量增加，亞甲藍在1:3後低濃度有化學吸附；將不同纖維長度的茭白筍殼製成紙作為基材，複合物塗佈在紙上測吸水、吸油和作用力，當筍殼紙纖維越長拉力會越大，但厚度也越厚，故應力反而越小；筍殼紙添加複合物後吸水和吸油性質會受到共同的影響，吸水和吸油率在複合物1:5時最佳，而筍殼纖維1cm>打散；筍殼紙添加複合物後打散纖維的拉力有明顯提升，但筍殼纖維1cm則無明顯提升。

本研究自製螢光電壓器測量螢光電壓，以電壓大小推論蔬果中螢光物質含量，我們利用紫外光照光蔬果內螢光物質放出綠色螢光。研究目的在探討影響萃取蔬果中螢光物質的放光因素及檢測燈具中的紫外線強度。研究結果顯示，蔬果螢光物質含量以紅蘿蔔最佳，蔬果螢光物質在油中或油泥中較在水中相對穩定;。小蘇打對蘋果及石灰水對紅蘿蔔萃取有提升的效果，冷凍儲存有助於蔬果螢光萃取與保存，低溫時螢光亮度較佳，建議可利用冷凍分離法提升萃取蔬果螢光物質的效果。本研究也利用萃取的蔬果螢光物質量測家中不同燈具的相對紫外線強度，並可作為太陽光紫外線強度的估測。

[濃度] H2O2隨濃度越高，頭髮褪色越快，表面殘留越多，張力越小；雙氧乳對頭髮的影響比雙氧水大，推測是乳狀易附著在頭髮上反應。 [時間] 1、染髮時間越短，表面殘留H2O2越多。 2、頭髮放置時間越短，H2O2表面殘留越多，六小時後會開始減少。 [酸鹼值] 中性到鹼性的環境讓雙氧水較完整反應，使H2O2表面殘留減少。 [實驗應用與推論] 1、利用濃度檢測計找出H2O2表面殘留越多時，Arduino讀數越大，其線性方程式為y = 3.0306x - 144.33 2、實驗發現較佳染髮環境是使用6%的雙氧乳，染髮過程在半小時至一個小時之間，調整染劑在中偏鹼。而染髮後在六小時內先清洗，會使得H2O2表面殘留較小且有一定的染髮效果。

本實驗探討以回收暖暖包、廢棄濾心碳材、鋁箔、鋁罐加上食鹽水製成鋁空氣電池的可行性。第一部分我們比較不同炭材和不同隔離膜種類的組合，發現備長炭和厚紗布的組合測得最大電壓約1伏特；第二部分則以活性碳粒及碳粉、透氣防水布、鋁箔及鋁罐，找出較佳發電效能的組合，發現備長炭添加活性碳粒的組合得到最大電壓約1.13伏特、電流0.2A；第三部分以使用過的暖暖包自製設計四種暖暖包鋁空氣電池，電壓均可達約1伏特。最後利用廢濾心碳材，自製設計五種濾心碳材鋁空氣電池，並經由簡單串聯後電壓可達3伏特、電流接近0.1 A。其中實用性較高的電池有二，一是濾心碳棒浸泡鹽水鋁罐空氣電池組，二是堆疊六層「碳塊-鹽水果凍-鋁片」空氣電池組。

本研究以還原力檢測法—DPPH自由基清除力、普魯士藍生成量，探討手搖飲常用添加物是否會破壞茶湯抗氧化因子。我們將添加物分成三類：醣類(果糖、蔗糖、蜂蜜、黑糖)、豆奶類(牛奶、豆漿)、鹽類(食鹽、檸檬汁、醋、小蘇打、海藻酸鈉)，結果顯示大部分醣類、豆奶類及海藻酸鈉(爆爆珠主成分)具有降低兒茶素、咖啡因及茶胺酸的抗氧化能力。進一步推論，醣類會阻礙抗氧化物與自由基的結合，而蜂蜜的另類成分(多酚、黃酮類)則提升抗氧化力；酪蛋白、大豆蛋白易與抗氧化物鍵結而削減抗氧化力；鹽類解離時得失電子應可抗氧化，然而海藻酸鈉的多醣體又可能造成氧化的角力。因此，建議未來盡量避免添加醣類、豆奶類與爆爆珠於茶飲。

追本溯源找到伏打當時發明出的伏打電池，我們開始就追尋研究伏打電池之旅，一一找出水溶液導電的答案，伏打電池具有環保、省電節能又減碳的特性。因此我們使用常見的飲料進行研究，實驗變因有不同水溶液(電解質)、不同材質的金屬片、不同材質的鹽橋、不同排列的組合層疊，都可能影響電池電壓的因素，進而發現不同的金屬和鹽橋層疊而產生的「電位差」而有不同的電壓和電阻，特別的是我們發現堆疊的【鋅+不織布(食用醋)+銅幣】層數越高，產生的電壓就越高，但是堆疊到一定的層組數後電壓會開始下降，所以堆疊層組數越高，電壓不一定會越高，有一定層組數的限制；同時發現每組電池的續電力，也會隨著鹽橋的溼潤度減少而持續下降。

粉塵爆炸（英語：Dust explosion），是指粉塵在一定的密度內同時瞬間燃燒的狀態。八仙樂園的那場意外造成了許多傷亡，經專家分析後，確定是因為濃度極高的玉米粉引發了粉塵爆炸。此次研究想探討出何種條件下，最容易引起粉塵爆炸。 當桶內粉末濃度達到一定的質量時，就容易引起粉末的瞬間燃燒，造成氣體急速的膨脹。但我們在過程中，燃燒中的甲醇在桶子內部溢出，導致桶子變形，於是我們在桶子內部貼上鋁箔紙； 粉末噴出後無法點燃，所以我們在桶子內裝甲醇的蒸發皿加裝三角架固定並加高。 實驗後，我們觀察到以下結果：我們發現粉塵濃度越大，爆炸威力越強；烘烤時間越久(越乾燥)，爆炸威力越強；在相同條件下塵爆威力，玉米粉>太白粉>低筋麵粉。

「麵筋」是澱粉還是蛋白質？除了一般市面上的罐頭麵筋或烤麩的吃法，可以製成麵筋橡皮糖嗎？這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集及文獻探討，深入的認識麵筋的特性及製作方法，也希望找出最具韌性的麵筋橡皮糖的配方及製作方法。我們先進行基礎測試實驗，接著在正式實驗中藉由控制水溫、洗麵水、放鹽時機、靜置溫度…等變因，針對麵筋的基本特性及韌性進行一系列的實驗、觀察與記錄，最後找到最佳麵筋橡皮糖的製法與配方。

本研究自組光學檢測儀器，探討甜菜紅與銅鉛離子的作用特性，用於評估含甜菜紅蔬果與銅鉛接觸之食品安全，及應用於銅鉛離子檢測的開發。研究中先測試自組儀器的穩定度，尋找不同色光測定甜菜紅靈敏度及適用濃度範圍，以光譜強度的消退探討銅鉛離子與甜菜紅的作用及不同酸鹼值的影響。研究發現銅鉛離子均會消退甜菜紅的光譜強度，因此在銅鉛接觸下，甜菜紅將有食安的疑慮。研究也發現，在pH 10甜菜紅與銅鉛離子具有穩定作用關係，銅離子在濃度4×10-5M以下有線性關係，偵測極限為0.095ppm；鉛離子在濃度2×10-5M 以下有線性關係，偵測極限為0.25 ppm。因此，利用甜菜紅的光譜強度，有潛力開發為銅、鉛離子的檢測方法。